硬盒包裝機是引進意大利某公司的高速卷煙包裝設備，設計合理，性能可靠，是目前 我國煙草行業主要的卷煙包裝設備。包裝機將來自上遊機的煙支以20支（按7-6-7排列）為一個煙組，依次包裹鋁箔紙、內框紙和商標紙，經過折疊粘膠完成煙支的成型包裝，形成合格的硬盒煙包，並將其輸往下遊機。

煙包內框紙是包裝工序的質量關鍵控製點之一，它主要起到固定煙包內煙支的有序排列，整固托起煙包外包裝，使煙包獲得較好外觀形狀的作用。卷筒式內框紙紙盤裝載在芯軸上，經過一係列送紙輥的引導，展成內框紙帶，然後由壓紙輥與固定送紙輥配合，將內框紙帶送入輸送和折疊切割箱體。 內框紙帶被內框紙切刀切割後，形成單張內框紙，經由內框紙吸風杆吸取, 逆時針旋轉九十度後停下，再由一對內框紙隨動推杆將其夾緊後，壓入四輪第一工位的盒模中。該盒模逆時針轉至第三工位時，由一對隨動推杆將鋁箔紙煙包裝入其中。四輪繼續逆時針轉動，這時帶有 內框紙的鋁箔紙煙包已被內框紙托條托住，當轉至第七工位時，在下方的四輪進五輪推杆的推動下， 將帶有內框紙的鋁箔紙煙包由下向上推出四輪盒模，進入五輪商標紙的包裝流程，這就是內框紙成型 的全過程。原機設計在四輪的第二工位有一個光電傳感器。

1. 存在問題

包裝機在高速運行中存在以下問題：

1. 內框紙折痕刀經長時間使用磨損鈍化後，造成內框紙折痕不夠深，輸送到四輪模盒內時折疊不好，經過第二工位的光電傳感器檢測後，在後續幾個工位發生內框紙從模盒內飛出的現 象；
2. 四輪模盒經長時間使用後磨損變大，造成內框紙在模盒內卡不穩，在高速運行中會從模盒飛出；
3. 內框紙吸風杆氣路堵塞或者負壓吸風不夠，內框紙吸取不穩，導致內框紙放進模盒後位置不正，出現內框紙飛出的現象。

1. 係統組成

本文設計的包裝機內框紙檢測裝置主要由編碼器、LED光源、CCD相機、圖像處理器和 PLC幾個部分組成，見圖3。

圖3檢測裝置係統框圖

工作原理是：采集機器編碼器信號，用於精確定位煙包位置，以確定拍照相位和剔除相位。CCD 相機與LED光源組成檢測模塊安裝在固定支架上，支架固定在包裝機五輪正上方。機器進入指定拍照 相位範圍（238°-240°）時拍照，照片經過圖像處理器進行機器視覺處理，對形狀、表麵和尺寸等進行 檢測並輸出判斷值，一旦發現煙包存在內框紙缺失的情況，立刻向PLC發出指令，讓其從檢測位置開 始移動36個工位，在八輪Q站處剔除相位範圍內（65。-70。）剔除缺陷煙包。同時PLC進行剔除量計 數，一旦累計超過了 20包，表明剔除量過大，設備發出聲光報警。該設計方案已申報國家專利。

2.1電氣設計

CCD相機：選用基恩士 CV-S035M原裝攝像頭，安裝在包裝機5號輪正上方，拍攝快門速度可達 1/5000，完全可以滿足設備生產需要；

LED光源：采用480nm波長的紅外光源，肉眼不會察覺到的同時保證了成像的光源需要，避免了 閃光燈對肉眼的傷害，並有效消除煙包陰影以及鋁箔紙的反光；

相位同步信號：選用基恩士 KV-1000係列PLC對機器編碼器信號進行采集，與原機的誤差可達 15ppm（百萬分之十五），並在包裝機到達相應的相位時，觸發CCD拍照或者指令Q站剔除。

圖像處理器：選用基恩士 CV-5000係列圖像處理器，可以高效快速進行圖像處理，最多可以同時 處理128個窗口的數據。

PLC程序設計：設計編寫KV-1000 PLC控製程序，程序具備采集編碼器信號、觸發CCD相機拍 照、接收圖像處理器結果和發出剔除信號等功能。

效果驗證

3.1檢測效果

內框紙檢測裝置采用專用CCD相機配合特殊波長（480nm）設計的紅外線光源，使用包裝機自帶的 絕對值編碼器相位值，機器運轉到238°的時候觸發影像係統拍照。

1. 研究意義

為了確認硬盒包裝機內框紙檢測裝置的實用性和常效性，統計了2012年6-8月生產過程抽 檢、自檢及市場反饋的情況，結果見表2：

表2煙包抽檢、自檢及市場反饋情況統計表

本文研製的包裝機內框紙檢測裝置，軟硬件設計相互結合，有多項獨立創新的成果，並申 報了兩項國家專利，加強了知識產權保護。項目實施後，在生產過程及市場反饋中均未發現有缺內框 紙的煙包，內框紙缺失的缺陷率下降為0 （具體見表2）。本文的研究成果為生產過程中的質量控製提供了保障，具有現實推廣意義。

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